Lithiumbatterijen zijn populair vanwege hun lage gewicht en  grote energiedichtheid, maar er valt nog wel wat aan te verbeteren. De elektroden van de batterijen bestaan uit grafiet (een vorm van koolstof), maar door de steeds herhaalde cycli van laden en ontladen vallen die elektroden op den duur uit elkaar, omdat die laadcycli gepaard gaan met het zwellen en krimpen van de elektroden als gevolg van de ‘mobiliteit’ van het lithium-ion.
Silicium zou een goede vervanger zijn van grafiet, omdat een batterij met siliciumelektroden 10 keer meer lading kan bevatten dan met grafiet. Het probleem is alleen dat silicium nog sneller uit elkaar valt door krimpen en uitzetten dan grafiet.
Er lijkt een uitweg te zijn: rijstkaf (de velletjes rond de rijstkorrel). Dat kaf is rijk aan siliciumoxide (silica). Volgens  Jang Wook Choi van het Koreaans Instituut voor wetenschap en technologie  in Daejeon zouden gaatjes in het kafje, bedoeld om lucht door te laten, er voor kunnen zorgen dat het daaruit gewonnen silicium poreus wordt. In die poriën is dan plaats voor de lithium-ionen/-atomen, zodat de elektrode door laden en ontladen niet steeds opzwelt en inkrimpt.
Om te kijken of dat idee ook werkt heeft Choi silica uit kaf (silica is siliciumdioxide oftewel zand) omgezet in puur silicium en daarvan elektroden voor batterijen gemaakt. Na 200 laad-/ontlaad-cycli bleek de batterij niet achteruit te zijn gegaan. Normaal gaat het bij een batterij met op de klassieke wijze geproduceerd silicium na 10 tot 15 cycli al bergafwaarts. Of de poreuze kafelektroden ook daadwerkelijk zullen worden toegepast is afhankelijk van de uiteindelijke kosten in vergelijking met die van grafiet-lithiumbatterijen. Het is al  bewezen dat siliciumelektroden met kunstmatige nanostructuur werken. Dan kunnen we maar beter de ‘natuurlijke’ route nemen, denkt Choi.

Bron: New Scientist